ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР С УЗЛОМ УПЛОТНЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК F16F9/36 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к амортизаторам подвески автомобиля.

Известен амортизатор телескопического типа, заявка ФРГ N 3708978, МКИ 4 F 16 F 9/36, опубл. 29.09.88 г. (аналог), содержащий резервуар, размещенный в нем цилиндр, между которыми имеется компенсанционная полость, перемещаемый в цилиндре шток поршня, втулку и уплотняющую манжету, в которых перемещается шток поршня. Втулка центрируется по внутреннему диаметру резервуара.

Недостатком этого технического решения является большая масса втулки и как следствие этого - высокая стоимость амортизатора в целом, а также низкая его долговечность из-за меньшего объема газа в резервуаре, приводящему при нагревании амортизатора к чрезмерному повышению давления этого газа отрицательно воздействующему с течением времени на манжету.

Известен также амортизатор, патент Франции 2709163, МПК F 16 F 9/36, опубл. 24.02.95 г. , в конструкции которого, представленной на фиг.3 данного патента, в отличие от предыдущей, втулка выполнена методом пластической деформации из листового материала. Это решение позволяет иметь максимально возможный объем резервуара, но втулка сложна в изготовлении, что с необходимостью применения антифрикционного вкладыша, запресованного в нее, отражается в высокой стоимости амортизатора в целом.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является амортизатор с узлом уплотнения, патент США 5176229, МПК F 16 F 9/36, опубл. 05.01.93 г., содержащий цилиндрический резервуар с размещенным в нем цилиндром, компенсанционная полость между которыми заполнена жидкостью и смесью газов, шток поршня, расположенный в цилиндре и имеющий возможность возвратно поступательного перемещения в нем и во втулке, которая выполняет роль направляющей для штока поршня. Втулка имеет сложную форму в осевом сечении, выполнена методом пластической деформации из тонкого листового материала, и своим наибольшим наружным диаметром (торца) отогнутого перпендикулярно продольной оси амортизатора верхнего края центрируется по внутреннему диаметру резервуара и поджимается через боковую поверхность своего отогнутого верхнего края каркасом манжеты к торцу цилиндра. Цилиндр образует рабочую камеру заполненную жидкостью и соприкасается внутренней поверхностью с выполненным в средней части втулки выступом с опиранием своим торцом в выступ втулки, выполненный на ней вблизи наибольшего наружного диаметра. Между втулкой, манжетой и штоком образована полость сообщающаяся с резервуаром через пазы образованные во втулке. Шток поршня контактирует с антифрикционным вкладышем, запресованным во втулке.

В данной конструкции, в отличие от предыдущей, втулка более технологична, так как выполнена из более тонкого листового материала, однако ее изготовление предполагает большое количество технологических переходов, что с необходимостью применения антифрикционного вкладыша - также приводит к сложности изготовления втулки, а значит и в целом амортизатора, и как следствие этого к чрезмерному удорожанию конструкции.

Задача изобретения - упрощение конструкции телескопического амортизатора с узлом уплотнения и улучшение ее технологичности в изготовлении.

Указанная задача достигается тем, что в телескопическом амортизаторе с узлом уплотнения, содержащем резервуар, заполненный жидкостью и смесью газов, цилиндр амортизатора, заполненный жидкостью, шток, установленный с возможностью перемещения во втулке, манжету с каркасом, между которой, втулкой и штоком образована полость, сообщающаяся с резервуаром через пазы во втулке, согласно изобретению втулка состоит из цилиндрической и донной частей, цилиндрическая часть втулки упирается торцом, расположенным со стороны ее донной части, в торец цилиндра амортизатора, а вторым торцом упирается непосредственно в каркас манжеты, выполненный в виде шайбы, и контактирует своей внутренней боковой поверхностью с центрирующим выступом, выполненным на нем, причем на донной части втулки выполнен выступающий установочный поясок с наружным диаметром, соответствующим внутреннему диаметру цилиндра амортизатора, а пазы на втулке выполнены на торце ее цилиндрической части, которым она упирается в каркас манжеты.

В частном случае исполнения, втулка может быть выполнена из порошкового спеченного материала(методом порошковой металлургии).

В частном случае исполнения, на манжете может быть выполнен обратный клапан в виде воротничка, который закрывает пазы втулки со стороны резервуара.

В частном случае исполнения, шток имеет возможность перемещения во втулке с контактом непосредственно с поверхностью отверстия в ее донной части.

В частном случае исполнения, шток имеет возможность перемещения во втулке с контактом с антифрикционным износостойким вкладышем, установленным в отверстии ее донной части, что необходимо для телескопических амортизаторов с большими боковыми нагрузками, например для телескопических стоек.

Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется на чертежах:
фиг.1 - телескопический амортизатор с узлом уплотнения, продольный разрез, общий вид;
фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
фиг.3 - частный пример исполнения втулки амортизатора с антифрикционным, износостойким вкладышем.

Телескопический амортизатор с узлом уплотнения состоит из резервуара 1, заполненного жидкостью и смесью газов, цилиндра 2 амортизатора, заполненного жидкостью, штока 3, установленного с возможностью перемещения во втулке 4 и манжете 5, имеющей каркас 6.

Втулка 4 выполнена в частном случае исполнения из порошкового спеченного материала методом порошковой металлургии и состоит из цилиндрической части 7 и донной части 8, в которой выполнено отверстие под шток 3. В частном случае исполнения для телескопических амортизаторов с большими боковыми нагрузками, например для телескопических стоек, в отверстии донной части 8 втулки 4 может быть установлен антифрикционный износостойкий вкладыш 9 (как показано на фиг. 3). Цилиндрическая часть 7 втулки 4 упирается торцом 10, расположенным со стороны (вблизи) ее донной части 8, в торец 11 цилиндра 2 амортизатора, при этом выступающий установочный поясок 12, выполненный на донной части 8, по своему наружному диаметру, соответствующему внутреннему диаметру цилиндра 2 амортизатора, контактирует с внутренней поверхностью 13 последнего. Вторым торцом 14 цилиндрическая часть 7 втулки 4 упирается непосредственно в каркас 6 манжеты 5, который выполнен в виде шайбы, и контактирует своей внутренней боковой поверхностью с центрирующим выступом 15, который выполнен на каркасе 6 манжеты 5.

Резервуар 1 своей деформированной частью 16 уплотняет внутренние полости амортизатора и одновременно создает осевое усилие сжатия на его детали (каркас 6 манжеты 5, цилиндрическую часть 7 втулки 4 и цилиндр 2) необходимое для его работы.

Между манжетой 5 с каркасом 6, втулкой 4 и штоком 3 образована полость 17, сообщающаяся с заполненной жидкостью и газами полостью резервуара 1 через выполненные во втором торце 14 цилиндрической части 7 втулки 4 пазы 18 (см. фиг.1,2).

В частном случае исполнения, на манжете 5 выполнен обратный клапан 19 в виде воротничка, который закрывает пазы 18 втулки 4 со стороны резервуара 1.

Втулка 4 имеет минимально возможный наружный диаметр ее цилиндрической части 7, который сопоставим с наружным диаметром цилиндра 2 амортизатора, благодаря чему резервуар 1 имеет максимальный объем, что благоприятно сказывается на работе манжеты 5, поскольку при естественном нагреве амортизатора давление не поднимается до недопустимого уровня.

Форма втулки 4, состоящей из цилиндрической части 7 и донной части 8, как показано на фиг.1, позволяет применить при ее изготовлении более технологичный метод, по сравнению с прототипом и аналогичными решениями, например метод порошковой металлургии без дополнительной последующей ее обработки, включая выполнение пазов 18. Применение втулки из подобного материала (порошкового спеченного материала, полученного методом порошковой металлургии), обладающего достаточными антифрикционными свойствами за счет своей пористости, позволяет обойтись без дополнительного вкладыша - подобно антифрикционному износостойкому вкладышу 9 (см.фиг.3), по крайней мере в обычных телескопических амортизаторах, где боковые нагрузки на шток невелики.

Работает амортизатор с узлом уплотнения следующим образом. При работе амортизатора в его цилиндре 2 возникают рабочие давления, жидкость при этом выдавливается из него через зазор между штоком 3 и втулкой 4 в полость 17, которая сообщается через пазы 18 торца 14 цилиндрической части 7 втулки 4 с полостью резервуара 1, где давление невелико, чем и достигается разгрузка кромок манжеты 5 от рабочих давлений.

Обратный клапан 19 манжеты в виде воротничка, закрывающий пазы 18 втулки 4 со стороны резервуара 1, применяется в частном случае исполнения для лучшей герметичности полости 17. Клапан 19 не препятствует перетеканию жидкости из полости 17 в полость резервуара 1, однако препятствует попаданию смеси газов из полости резервуара 1 в полость 17 и непосредственно к кромкам манжеты 5, чем и улучшается герметичность этой полости 17 и в целом амортизатора.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при создании амортизаторов подвески автомобиля. Амортизатор имеет узел уплотнения и содержит резервуар, заполненный жидкостью и смесью газов. Цилиндр амортизатора заполнен жидкостью. Шток установлен с возможностью перемещения во втулке. Амортизатор имеет манжету с каркасом, между которой, втулкой и штоком образована полость, сообщающаяся с резервуаром через пазы во втулке. Втулка имеет цилиндрическую и донную части. Цилиндрическая часть упирается торцом, расположенным со стороны ее донной части, в торец цилиндра, а вторым торцом упирается непосредственно в каркас манжеты. Каркас выполнен в виде шайбы. Втулка внутренней боковой поверхностью своей цилиндрической части контактирует с центрирующим выступом, выполненным на каркасе. На донной части втулки выполнен выступающий установочный поясок с наружным диаметром, соответствующим внутреннему диаметру цилиндра. Пазы на втулке выполнены на торце ее цилиндрической части, которым она упирается в каркас манжеты. Втулка может выполняться из порошкового спеченного материала. На манжете может выполняться обратный клапан в виде воротничка, закрывающего пазы втулки со стороны резервуара. В отверстии донной части может устанавливаться антифрикционный износостойкий вкладыш. Технический результат реализации изобретения заключается в упрощении конструкции амортизатора и улучшении ее технологичности в изготовлении. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Телескопический амортизатор с узлом уплотнения, содержащий резервуар, заполненный жидкостью и смесью газов, цилиндр амортизатора, заполненный жидкостью, шток, установленный с возможностью перемещения во втулке, манжету с каркасом, между которой, втулкой и штоком образована полость, сообщающаяся с резервуаром через пазы во втулке, отличающийся тем, что втулка состоит из цилиндрической и донной частей, цилиндрическая часть втулки упирается торцом, расположенным со стороны ее донной части, в торец цилиндра амортизатора, а вторым торцом упирается непосредственно в каркас манжеты, выполненный в виде шайбы, и контактирует своей внутренней боковой поверхностью с центрирующим выступом, выполненным на нем, причем на донной части втулки выполнен выступающий установочный поясок с наружным диаметром, соответствующим внутреннему диаметру цилиндра амортизатора, а пазы во втулке выполнены на торце ее цилиндрической части, которым она упирается в каркас манжеты. 2. Телескопический амортизатор с узлом уплотнения по п. 1, отличающийся тем, что втулка выполнена из порошкового спеченного материала. 3. Телескопический амортизатор с узлом уплотнения по п. 1, отличающийся тем, что на манжете выполнен обратный клапан в виде воротничка, который закрывает пазы втулки со стороны резервуара. 4. Телескопический амортизатор с узлом уплотнения по п. 1, отличающийся тем, что шток имеет возможность перемещения во втулке с контактом непосредственно с поверхностью отверстия в ее донной части. 5. Телескопический амортизатор с узлом уплотнения по п. 1, отличающийся тем, что шток имеет возможность перемещения во втулке с контактом с антифрикционным износостойким вкладышем, установленным в отверстии ее донной части.